一種大豆纖維復(fù)合保險絲的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大豆纖維復(fù)合保險絲的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]溫度保險絲的核心是易熔合金，傳統(tǒng)的易熔合金是以Sn、Pb、B1、Cd等金屬組成的三元或四元合金，通過調(diào)整金屬的組成，獲得不同熔點的合金絲。人們已經(jīng)掌握Pb-Sn-Bi和Pb-Sn-Cd三元相圖，根據(jù)相圖，很容易制得熔點從65°C至300 °C的易熔合金，從而生產(chǎn)用于不同環(huán)境和應(yīng)用場合的溫度保險絲。隨著科學(xué)發(fā)展和社會的進步，對電子產(chǎn)品的環(huán)保性能已經(jīng)提出了明確的要求和指標(biāo)，有綠色認證標(biāo)志的電子產(chǎn)品已越來越多地成為市場和用戶青睞的對象(材料開發(fā)與應(yīng)用，2007，22 (I )，25-27.)。在電子市場，沒有通過環(huán)保認證的電子元器件，正在逐漸被淘汰。上述溫度保險絲中所使用的易熔合金均含有易揮發(fā)的Pb、Cd等有害金屬元素，雖然各項使用指標(biāo)均符合規(guī)范，但往往由于環(huán)保認證不合格，而不會被用戶采用。
[0003]大豆蛋白纖維屬于再生植物蛋白纖維類，是以榨過油的大豆豆柏為原料，利用生物工程技術(shù)，提取出豆柏中的球蛋白，通過添加功能性助劑，與腈基、羥基等高聚物接枝、共聚、共混，制成一定濃度的蛋白質(zhì)紡絲液，改變蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)，經(jīng)濕法紡絲而成。其有著羊絨般的柔軟手感，蠶絲般的柔和光澤，棉的保暖性和良好的親膚性等優(yōu)良性能，還有明顯的抑菌功能，被譽為“新世紀的健康舒適纖維”。但大豆纖維是一種不導(dǎo)電纖維，使得其在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用受到很大的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明屬于電子材料領(lǐng)域，涉及一種大豆纖維復(fù)合保險絲的制備方法。本發(fā)明提出的制備方法是將大豆纖維表面金屬化，具體工藝包括大豆纖維洗凈、表面改性、表面活化以及化學(xué)鍍銅等。
[0005]本發(fā)明提出的大豆纖維復(fù)合保險絲的制備方法，具體步驟如下:
(1)清潔大豆纖維:將大豆纖維漂洗、烘干；
(2)表面改性:將清潔后的大豆纖維置于改性溶液中5~10分鐘，取出、烘干；
(3)表面活化:將改性后的大豆纖維置于金納米溶膠溶液中4~12小時，取出、洗凈；
(4)化學(xué)鍍銅:將表面活化的大豆纖維浸泡在銅化學(xué)鍍液中，于30~40°C化學(xué)鍍I?2小時，取出洗凈，烘干，制得銅/大豆纖維復(fù)合保險絲。
[0006]本發(fā)明中，改性溶液的溶質(zhì)為3-氨基丙基三甲氧基硅烷，溶劑為丙酮，改性溶液的質(zhì)量濃度為0.1%~1%。
[0007]本發(fā)明中，金納米溶膠溶液配方是溶劑為去離子水，溶液中各種溶質(zhì)為:氯金酸的濃度為1~2 g/L，檸檬酸三鈉的濃度為5~10 g/L，氯化鈉的濃度為10~20 g/L，硼氫化鈉的濃度為2~4 g/L ο
[0008]本發(fā)明中，銅化學(xué)鍍液的配方是溶劑為去離子水，溶液中各種溶質(zhì)為:氯化銅的濃度為5~10 g/L，酒石酸的濃度為20~30 g/L，氫氧化鉀的濃度為5~10 g/L，碳酸鉀的濃度為1~2 g/L，硫酸銅的濃度為1~2 g/L，甲醛的濃度為5~10 g/L。
[0009]本發(fā)明制備的銅/大豆纖維溫度保險絲具有以下優(yōu)點:(I)避免使用鉛、錫、鉻等有毒金屬；(2 )大豆纖維是蛋白纖維，屬可再生資源，綠色環(huán)保；(3 )金屬銅含量少，成本低，是一種資源節(jié)約型材料；(4)開拓了高熔點金屬在溫度保險絲中的應(yīng)用空間。本發(fā)明制備的銅/大豆纖維溫度保險絲可用于柔性電子器件、可穿戴電子產(chǎn)品等高新技術(shù)產(chǎn)品，市場前景廣闊。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:(1)大豆纖維基溫度保險絲，是一種綠色環(huán)?？稍偕牧?；(2)將大豆纖維表面金屬化，使大豆纖維從絕緣變?yōu)閷?dǎo)電，開拓了大豆纖維的功能；(3)改變了高熔點金屬不能用于溫度保險絲的歷史，充分利用蛋白纖維對溫度敏感的特點；
(4)合金型保險絲的金屬成分，如鉛、銻、鉍等資源接近枯竭，大豆纖維基溫度保險絲屬資源節(jié)約型和可再生型；(5)拓展了溫度保險絲的應(yīng)用領(lǐng)域，如柔性電子器件、可穿戴電子產(chǎn)品等；(6)成本低、工藝簡單，對儀器設(shè)備的依賴度低。
【附圖說明】
[0011]圖1為銅/大豆纖維復(fù)合保險絲的掃描電鏡照片。
【具體實施方式】
[0012]下面通過實施例進一步描述本發(fā)明。
[0013]實施例1
將大豆纖維用去離子水淋洗干凈，烘干，置于濃度為0.1%的3-氨基丙基三甲氧基硅烷丙酮溶液中，浸泡5分鐘，取出，烘干，得表面改性的大豆纖維。
[0014]將Ig氯金酸，5g梓檬酸三鈉，1g氯化鈉，2g硼氫化鈉溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得金納米溶膠溶液。
[0015]將改性后的大豆纖維置于上述溶液中，放置4小時，取出，洗凈，得表面活化的大豆纖維。
[0016]將5g氯化銅，20g酒石酸，5g氫氧化鉀，Ig碳酸鉀，Ig硫酸銅，5g甲醛溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得化學(xué)鍍銅溶液。
[0017]將表面活化的大豆纖維置于上述鍍液中，于30°C化學(xué)鍍I小時，取出，用水洗凈，烘干，得銅/大豆纖維復(fù)合保險絲，銅含量為16%，保險絲的電阻為4.25 Ω /cm，斷裂強度3.8CN/detx,剝離強度能通過3M公司思高?膠帶的測試。
[0018]實施例2
將大豆纖維用去離子水淋洗干凈，烘干，置于濃度為1%的3-氨基丙基三甲氧基硅烷丙酮溶液中，浸泡10分鐘，取出，烘干，得表面改性的大豆纖維。
[0019]將2g氯金酸，1g檸檬酸三鈉，20g氯化鈉，4g硼氫化鈉溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得金納米溶膠溶液。
[0020]將改性后的大豆纖維置于上述溶液中，放置12小時，取出，洗凈，得表面活化的大豆纖維。
[0021]將1g氯化銅，30g酒石酸，1g氫氧化鉀，2g碳酸鉀，2g硫酸銅，1g甲醛溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得化學(xué)鍍銅溶液。
[0022]將表面活化的大豆纖維置于上述鍍液中，于40°C化學(xué)鍍2小時，取出，用水洗凈，烘干，得銅/大豆纖維復(fù)合保險絲，銅含量為34%，保險絲的電阻為3.98 Ω /cm，斷裂強度4.1CN/detx,剝離強度能通過3M公司思高?膠帶的測試。
[0023]實施例3
將大豆纖維用去離子水淋洗干凈，烘干，置于濃度為0.5%的3-氨基丙基三甲氧基硅烷丙酮溶液中，浸泡8分鐘，取出，烘干，得表面改性的大豆纖維。
[0024]將1.5g氯金酸，8g梓檬酸三鈉，15g氯化鈉，3g硼氫化鈉溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得金納米溶膠溶液。
[0025]將改性后的大豆纖維置于上述溶液中，放置9小時，取出，洗凈，得表面活化的大豆纖維。
[0026]將8g氯化銅，25g酒石酸，7g氫氧化鉀，1.5g碳酸鉀，1.5g硫酸銅，7g甲醛溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得化學(xué)鍍銅溶液。
[0027]將表面活化的大豆纖維置于上述鍍液中，于35°C化學(xué)鍍1.5小時，取出，用水洗凈，烘干，得銅/大豆纖維復(fù)合保險絲，銅含量為23%，保險絲的電阻為4.12 Ω /cm，斷裂強度3.9 CN/detx,剝離強度能通過3M公司思高?膠帶的測試。
[0028]實施例4
將大豆纖維用去離子水淋洗干凈，烘干，置于濃度為0.3%的3-氨基丙基三甲氧基硅烷丙酮溶液中，浸泡6分鐘，取出，烘干，得表面改性的大豆纖維。
[0029]將1.8g氯金酸，6g梓檬酸三鈉，14g氯化鈉，2.5g硼氫化鈉溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得金納米溶膠溶液。
[0030]將改性后的大豆纖維置于上述溶液中，放置6小時，取出，洗凈，得表面活化的大豆纖維。
[0031]將6g氯化銅，22g酒石酸，6g氫氧化鉀，1.4g碳酸鉀，1.8g硫酸銅，6.5g甲醛溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得化學(xué)鍍銅溶液。
[0032]將表面活化的大豆纖維置于上述鍍液中，于40°C化學(xué)鍍I小時，取出，用水洗凈，烘干，得銅/大豆纖維復(fù)合保險絲，銅含量為19%，保險絲的電阻為4.14 Ω /cm，斷裂強度4.0CN/detx,剝離強度能通過3M公司思高?膠帶的測試。
[0033]實施例5
將大豆纖維用去離子水淋洗干凈，烘干，置于濃度為1%的3-氨基丙基三甲氧基硅烷丙酮溶液中，浸泡5分鐘，取出，烘干，得表面改性的大豆纖維。
[0034]將2g氯金酸，5g檸檬酸三鈉，1g氯化鈉，3g硼氫化鈉溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得金納米溶膠溶液。
[0035]將改性后的大豆纖維置于上述溶液中，放置8小時，取出，洗凈，得表面活化的大豆纖維。
[0036]將1g氯化銅，20g酒石酸，1g氫氧化鉀，Ig碳酸鉀，Ig硫酸銅，1g甲醛溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得化學(xué)鍍銅溶液。
[0037]將表面活化的大豆纖維置于上述鍍液中，于30°C化學(xué)鍍2小時，取出，用水洗凈，烘干，得銅/大豆纖維復(fù)合保險絲，銅含量為24%，保險絲的電阻為4.02 Ω /cm，斷裂強度4.0 CN/detx,剝離強度能通過3M公司思高?膠帶的測試。
【主權(quán)項】
1.一種大豆纖維復(fù)合保險絲的制備方法，其特征在于具體步驟如下: (1)清潔大豆纖維:將大豆纖維漂洗、烘干； (2)表面改性:將清潔后的大豆纖維置于改性溶液中5~10分鐘，取出、烘干； (3)表面活化:將改性后的大豆纖維置于金納米溶膠溶液中4~12小時，取出、洗凈； (4)化學(xué)鍍銅:將表面活化的大豆纖維浸泡在銅化學(xué)鍍液中，于30~40°C化學(xué)鍍I?2小時，取出洗凈，烘干，制得銅/大豆纖維復(fù)合保險絲。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大豆纖維復(fù)合保險絲的制備方法，其特征在于所述的改性溶液的溶質(zhì)為3-氨基丙基三甲氧基硅烷，溶劑為丙酮，改性溶液的質(zhì)量濃度為0.1%~1%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大豆纖維復(fù)合保險絲的制備方法，其特征在于所述的金納米溶膠溶液配方是溶劑為去離子水，溶液中各種溶質(zhì)濃度分別為:氯金酸的濃度為1~2 g/L ；檸檬酸三鈉的濃度為5~10 g/L ;氯化鈉的濃度為10~20 g/L ;硼氫化鈉的濃度為2~4 g/L。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大豆纖維復(fù)合保險絲的制備方法，其特征在于所述的銅化學(xué)鍍液的配方是溶劑為去離子水，溶液中各種溶質(zhì)濃度分別為:氯化銅的濃度為5~10 g/L ；酒石酸的濃度為20~30 g/L ;氫氧化鉀的濃度為5~10 g/L;碳酸鉀的濃度為1~2 g/L ;硫酸銅的濃度為1~2 g/L ;甲醛的濃度為5~10 g/L ο
【專利摘要】本發(fā)明屬于電子材料領(lǐng)域，涉及一種大豆纖維復(fù)合保險絲的制備方法。本發(fā)明提出的制備方法是將大豆纖維表面金屬化，具體工藝包括大豆纖維洗凈、表面改性、表面活化以及化學(xué)鍍銅等。本發(fā)明制備的大豆纖維復(fù)合保險絲具有以下優(yōu)點：（1）避免使用鉛、錫、鉻等有毒金屬；（2）大豆纖維是蛋白纖維，屬可再生資源，綠色環(huán)保；（3）金屬銅含量少，成本低，是一種資源節(jié)約型材料；（4）開拓了高熔點金屬在溫度保險絲中的應(yīng)用空間。本發(fā)明制備的大豆纖維復(fù)合保險絲可用于柔性電子器件、可穿戴電子產(chǎn)品等高新技術(shù)產(chǎn)品，市場前景廣闊。
【IPC分類】D02G3/04
【公開號】CN105040210
【申請?zhí)枴緾N201510369178
【發(fā)明人】趙航, 呂銀祥
【申請人】復(fù)旦大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月30日